RAID-磁盤陣列


1.什么是RAID?

RAID是英文(Redundant Array of Independent Disks)的縮寫,翻譯成中文是“獨立磁盤冗余陣列”, 簡稱磁盤陣列(Disk Array)。

簡單的說,RAID是一種把多塊獨立的硬盤(物理硬盤)按不同的方式組合起來形成一個硬盤組(邏輯硬盤),從而提供比單個硬盤更高的存儲性能和提供數據備份技術。

組成磁盤陣列的不同方式稱為RAID級別(RAID Levels),現在已擁有了從 RAID 0 到 6 七種基本的RAID 級別。另外,還有一些基本RAID級別的組合形式,如RAID 10(RAID 0與RAID 1的組合)等等.

RAID技術的兩大特點:一是速度、二是安全

2.標准RAID

最為常用的是下面的幾種RAID形式: RAID 0、RAID 1、RAID 5、RAID 10

1. RAID 0 (稱為帶區卷,性能最佳)

RAID 0技術把多塊物理硬盤設備(至少兩塊)通過硬件或軟件的方式串聯在一起,組成一個大的卷組,並將數據一次寫入到各個物理硬盤中。這樣硬盤設備的讀寫性能會提升數倍,但是若任意一塊硬盤發生故障將導致整個系統的數據都受到破壞。

  • 優點:使用 n 顆硬盤,即可擁有將近 n 倍的讀寫效能,讀寫性能是所有RAID級別中最高的。
  • 缺點:不提供數據冗余,因此一旦用戶數據損壞,損壞的數據將無法得到恢復,RAID0運行時只要其中任一塊硬盤出現問題就會導致整個數據的故障。
  • 硬盤數量:最少 2 個。

2. RAID 1 (稱為鏡像卷,完整備份)

RAID1是將一個兩塊硬盤所構成RAID磁盤陣列,其容量僅等於一塊硬盤的容量,因為另一塊只是當作數據“鏡像”

  • 優點:安全性依照數組里的實體硬盤數量倍數成長。
  • 缺點:空間利用率是所有 RAID 中最沒有效率的。
  • 硬盤數量:最少 2 個,磁盤空間使用率:50%,故成本最高

3. RAID 5 (性能與數據備份的均衡考慮)

RAID 5技術把多塊硬盤設備(至少三塊)的數據奇偶校驗信息保存到其他硬盤設備中。RAID 5磁盤陣列組中數據的奇偶校驗信息並不是單獨保存到某一塊硬盤設備中,而是存儲到除自身以外的其他每一塊硬盤設備上,這樣的好處是其中任何一設備損壞后不至於出現致命缺陷;

RAID5不對存儲的數據進行備份,而是把數據和相對應的奇偶校驗信息存儲到組成RAID5的各個磁盤上,並且奇偶校驗信息和相對應的數據分別存儲於不同的磁盤上。當RAID5的一個磁盤數據發生損壞后,利用剩下的數據和相應的奇偶校驗信息去恢復被損壞的數據。

 

  • 優點:兼顧空間利用率與安全性。
  • 缺點:需要額外的運算資源,僅能忍受 1 個硬盤損毀。
  • 硬盤數量:至少 3 個。

4. RAID 10
RAID 10技術是RAID1+RAID0技術的一個組合體。如下圖,RAID 10技術需要至少四塊硬盤來組建,其中先分別兩兩制作成RAID 1磁盤陣列,以保證數據的安全性;然后再對兩個RAID 1磁盤陣列實施RAID 0技術,進一步提高硬盤設備的讀寫速度。這樣子從理論上講,只要壞的不是同一組中的所有硬盤,那么最多可以損壞50%的硬盤設備而不丟失數據。RAID 10技術繼承了RAID 0的高讀寫速度和RAID 1的數據安全性。

 

 RAID容錯對比表:

RAID級別 RAID0 RAID1 RAID5 RAID10
冗余類型 鏡像 奇偶校驗 鏡像
保護能力 不允許設備故障 允許一個設備故障 允許一個設備故障 允許一組設備中一個故障
寫性能 中間
做少磁盤塊數 2 2 3 4
磁盤利用率 N 50% N-1/N 50%

 


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